全国通用版2022高考生物二轮复习优编增分练：非选择题特训12实验与探究

特训12　实验与探究1．(2022·江西临川期末)已知肌细胞吸收葡萄糖的方式为主动运输，红细胞吸收葡萄糖的方式为协助扩散。某生物兴趣小组为了验证肌细胞和红细胞吸收葡萄糖的方式进行了相关实验。请完善该实验并回答下列问题：(1)实验目的：_____________________________________________________________。实验器材：5%的葡萄糖溶液、葡萄糖载体抑制剂、有氧呼吸抑制剂、葡萄糖浓度测定仪、洁净培养瓶若干、肌细胞和红细胞等。(2)实验步骤：第一步：取6支洁净的培养瓶，分别编号为肌1、肌2和肌3，红1、红2和红3。第二步：向6支培养瓶中分别添加等量的__________________，然后向肌1和红1培养瓶中分别添加适量且等量的____________________，向肌2和红2培养瓶中分别添加相应量的______________，向肌3和红3培养瓶中分别添加相应量的生理盐水。第三步：向肌1、肌2和肌3培养瓶中分别加入等量且适量的肌细胞，向红1、红2和红3培养瓶中分别加入等量且适量的红细胞。第四步：培养相同且适宜的时间后，用葡萄糖浓度测定仪检测各培养瓶中葡萄糖的浓度。(3)实验结果：肌1、肌2和肌3培养瓶中葡萄糖的浓度依次为5%、4.8%、2.3%，红1、红2和红3培养瓶中葡萄糖的浓度依次为________、3.5%、________。(4)肌2和肌3两组比较，可得出的结论是____________________________________________________________________________________________________________。(5)根据肌1和红1，肌3和红3的结果可得出的结论是________________________________________________________________________。答案　(1)验证肌细胞和红细胞吸收葡萄糖的方式(2)5%的葡萄糖溶液　葡萄糖载体抑制剂　有氧呼吸抑制剂　(3)5%　3.5%　(4)肌细胞吸收葡萄糖时消耗能量　(5)肌细胞和红细胞吸收葡萄糖都需要载体蛋白的协助7\n解析　(1)阅读题干内容可知本实验目的是验证肌细胞和红细胞吸收葡萄糖的方式。(2)解答本题实验步骤第二步的第二、三空问题的切入点是由实验结果肌1、肌2和肌3培养瓶中葡萄糖的浓度依次为5%、4.8%、2.3%可以推知其中分别加入了葡萄糖载体抑制剂、有氧呼吸抑制剂、生理盐水，而第一个空中为向6支培养瓶中添加等量某种溶液，可知该溶液为该实验中的无关变量，又因为要探究细胞吸收葡萄糖的方式，实验中不能没有葡萄糖溶液，所以需加入5%葡萄糖溶液。(3)解答本题实验结果中两个问题的思路是由于红细胞吸收葡萄糖的方式为协助扩散，只需要载体，不需要能量，因此可以推知红1和红3培养瓶中葡萄糖浓度的实验结果依次为5%、3.5%。(4)肌2、肌3两组比较可以得出肌细胞吸收葡萄糖需要消耗能量。(5)比较肌1和红1、肌3和红3的结果可以得出肌细胞和红细胞吸收葡萄糖都需要载体蛋白的协助。2．(2022·广州综合测试)为研究大豆种子在黑暗条件下萌发和生长过程中总糖和蛋白质的相互关系，研究人员进行了相关实验，请回答下列问题：(1)研究人员首先进行了大豆种子在黑暗条件下萌发和生长过程中蛋白质含量变化的预实验。请完善实验原理和实验步骤。①实验原理：___________________________________________________________________________________________________________________________________。②实验步骤：a．将3份等量大豆种子分别培养1、5、9天后取出，各加入适量蒸馏水，研碎、提取，定容后离心得到蛋白质制备液；b．取3支试管，_______________________________________________________________________________________________________________________________；c．________________________________________________________________________________________________________________________________________________，观察颜色变化。③实验结果：1、2、3号试管中颜色依次加深。(2)进一步定量测定总糖和蛋白质含量，结果如图，对图中结果的合理解释是________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。答案　(1)①蛋白质与双缩脲试剂发生作用，产生紫色反应，一定范围内，蛋白质含量越高，颜色越深　②b.分别编号1、2、3，依次分别加入等量(2mL)培养1、5、9天的大豆种子蛋白质制备液　c．分别往3支试管中加入等量(1mL)双缩脲试剂A液，摇匀，再分别注入双缩脲试剂B液4滴，摇匀　(2)大豆种子萌发和生长时需要产生更多的蛋白质参与各项生命活动，在黑暗条件下萌发后不能进行光合作用，与此同时，需要消耗糖类提供能量和用于生成某些氨基酸等非糖物质，因此蛋白质含量上升而总糖含量下降7\n解析　(1)①鉴定蛋白质的原理是蛋白质中的肽键能与双缩脲试剂发生紫色反应，一定范围内，蛋白质含量越高，颜色越深；②设计生物学实验时，要注意分组编号，设置自变量，控制无关变量；双缩脲试剂在使用时，要注意先加双缩脲试剂A液，造成碱性环境，然后加双缩脲试剂B液。(2)由图中曲线可知，蛋白质含量随培养时间增加而升高，总糖含量随培养时间增加而下降。这是因为大豆种子萌发和生长时需要更多的蛋白质参与各项生命活动，因此需要产生更多的蛋白质，故蛋白质含量上升。另外，在黑暗条件下，种子萌发后也不能进行光合作用，与此同时，需要消耗糖类提供能量和用于生成某些氨基酸等非糖物质，所以总糖含量下降。3．(2022·湖北八校联考)种子萌发时所需酶的来源可能是新合成的，也可能是原先存在的酶被激活的结果。为探究小麦种子萌发过程中淀粉酶的来源，以氯霉素为蛋白质合成的抑制剂，以淀粉酶的活性为酶含量变化的检测指标，对萌发的小麦种子做了分组培养实验，每隔12小时分别测定两组淀粉酶的活性，结果如图。请回答下列问题：(1)比较Ⅰ、Ⅱ组实验结果，小麦种子萌发过程中淀粉酶的来源可能是________________________________________________________________________。(2)上述实验的实验原理是_________________________________________________________________________________________________________________________。答案　(1)既有新合成的，也有先前存在的　(2)氯霉素能抑制淀粉酶的合成，通过比较小麦种子内的淀粉酶的活性在萌发过程中的变化情况，为其来源提供依据(或氯霉素能抑制淀粉酶的合成，通过比较氯霉素处理的萌发种子和未处理的萌发种子中淀粉酶活性的差异，即可探究种子中淀粉酶的来源)解析　(1)分析坐标，当萌发时间为12h时，实验组曲线Ⅱ中酶的活性约为350，说明在种子萌发初期，细胞中有淀粉酶，这是原先存在的酶被激活的结果；而对照组曲线Ⅰ中酶的活性约为450，比实验组酶的活性高，多出的酶应该是新合成的。因此可推测小麦种子萌发过程中淀粉酶的来源可能是既有新合成的，也有先前存在的。(2)因为氯霉素能抑制淀粉酶的合成，因此设置自变量为有无氯霉素的两组实验，通过比较小麦种子内淀粉酶的活性在萌发过程中的变化情况，可分析出淀粉酶的来源。4．(2022·南昌模拟)动物中丢失一条染色体的个体叫单体(2n7\n－1)，有些动物的单体虽然能够存活，但是其丢失一条染色体的精子往往因为过于弱小而高度不育。果蝇3号染色体上的基因A如果突变成a，可以得到较为普通的无眼果蝇品种(aaBB)，果蝇4号染色体上的基因B如果突变成b，可以得到珍贵的无眼果蝇品种(AAbb)，但若将野生型果蝇(AABB)的卵在40℃左右的温度下孵化，也可孵化出假冒无眼果蝇(AABB)。请你设计一个实验方案，利用实验室现有的野生型4号染色体单体果蝇(雌雄都有)，帮助实验老师利用一次杂交实验判断购买的无眼果蝇品种(雌雄都有)是否是珍贵的AAbb品种。(1)实验方法：_______________________________________________________________________________________________________________________________。(2)预期结果和结论：_____________________________________________________________________________________________________________________________。答案　(1)选一只雄性无眼果蝇和一只雌性单体果蝇交配，产出的卵在正常温度下孵化，统计后代眼睛有无及比例　(2)若后代全为有眼，则购买的品种是假冒无眼果蝇品种(AABB)或普通无眼果蝇品种(aaBB)；若后代有眼无眼各占一半，则购买的品种是珍贵的无眼果蝇品种(AAbb)解析　(1)野生型4号染色体单体果蝇的基因型为AABO(O表示丢失的染色体)。由于有些单体能够存活，但丢失一条染色体的精子往往因为过于弱小而高度不育，因此单体要选择雌蝇。实验方案：选一只雄性无眼果蝇(AAbb、AABB或aaBB)和一只雌性单体果蝇(AABO)交配，产出的卵在正常温度下孵化(因为温度会影响性状的表现)，统计后代眼睛有无及比例。(2)如果是珍贵的无眼果蝇(AAbb)，AAbb×AABO，后代AABb∶AAbO＝1∶1，表现为有眼无眼各占一半，如果是假冒无眼果蝇(AABB)，AABB×AABO，后代AABB∶AABO＝1∶1，表现型全为有眼；如果是普通无眼果蝇(aaBB)，aaBB×AABO，后代AaBB∶AaBO＝1∶1，表现型全为有眼。5．某生物兴趣小组欲探究酵母菌细胞的呼吸方式，请完成如下相关实验及其分析：(1)材料用具：略。(2)实验步骤：①如图1，将锥形瓶用注射器反复抽取空气后，夹上弹簧夹备用。②如图2，吸取25mL酵母菌培养液，再吸入25mL锥形瓶中的空气，夹上弹簧夹，编号为A组；____________________________________________________________________________________________________________________________，夹上弹簧夹，编号为B组。③将A、B两组装置置于25℃的环境中，观测注射器内气体体积的变化。一定时间后，在A组气体体积变化前停止培养。④从A、B两组中各取27\nmL酵母菌培养液，分别注入两支洁净的试管中，编号甲、乙。向两试管中分别滴加0.5mL____________________溶液，并轻轻振荡，使它们混合均匀，观察颜色变化：______________________________________________________________。然后再分别用溴麝香草酚蓝水溶液对两组注射器内气体进行检测，A、B组均由蓝变绿再变黄。(3)实验分析：①上述实验步骤①中反复抽取空气的目的是________________________________。②上述实验步骤③中为何在A组气体体积变化前停止培养？________________________________________________________________________。(4)实验结论：酵母菌既能进行有氧呼吸也能进行无氧呼吸。(5)实验讨论：若要继续探究酵母菌细胞呼吸的场所，需设法将________________________分离，补充________作为反应底物，再进行实验。答案　(2)②用另一注射器吸取25mL酵母菌培养液　④酸性重铬酸钾　甲组不变色、乙组变灰绿色(3)①去除锥形瓶内空气中的CO2　②防止A组酵母菌进行无氧呼吸(5)线粒体和细胞质基质　丙酮酸解析　(2)②实验设计应遵循等量原则和单一变量原则(本实验的自变量为有氧和无氧)，因此B组为用注射器吸取25mL酵母菌培养液。④A、B两组酵母菌培养液中有没有酒精产生，可用酸性重铬酸钾来鉴定。A组酵母菌进行有氧呼吸，产物是二氧化碳和水，无酒精产生，因此甲组遇酸性重铬酸钾溶液不变色；B组酵母菌进行无氧呼吸，产物是酒精和二氧化碳，有酒精产生，酒精遇酸性重铬酸钾溶液呈灰绿色，因此乙组变灰绿色。(3)①实验步骤①中反复抽取空气的目的是去除锥形瓶内空气中的CO2。②A组中含有氧气，其中酵母菌进行的是有氧呼吸，在A组气体体积变化前停止培养的目的是防止A组酵母菌进行无氧呼吸。(5)有氧呼吸与无氧呼吸的第一阶段反应场所相同，均为细胞质基质，但后面阶段进行的场所不同，有氧呼吸第二阶段丙酮酸进入线粒体基质发生反应，无氧呼吸第二阶段仍发生于细胞质基质中，因此要继续探究酵母菌细胞呼吸的场所，需设法将线粒体和细胞质基质分离，补充丙酮酸作为反应底物，再进行实验。6．(2022·山东预测题)癌症是人类健康的大敌，为了探究其发病机理，寻找治疗癌症的药物，科学家们做了大量的研究工作。请回答下列问题：(1)经研究发现，细胞膜上的一种受体蛋白X是由原癌基因X编码的。原癌基因的主要功能是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。检测成人多种正常组织后，发现原癌基因X只在乳腺、呼吸道等的上皮细胞中有微弱表达，这说明________________________________________________________________________________________________________________________________________________。7\n(2)某科研团队构建了一个能自己移动和改变形态的“类细胞”结构，由膜外壳和填入物构成。该科研团队想利用该结构将抗癌药物运输到患者体内，且仅与癌细胞密切接触并释放药物，而不伤害正常细胞，请从细胞膜的功能角度分析，应该如何改造这个结构？________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(3)某药物Y能有效减缓人肝癌细胞和肺癌细胞的数量增长，且对肝癌细胞的抑制作用大于肺癌细胞。科研人员还发现药物Y处理24小时无效果，处理48小时后才有显著的效果。为了验证上述观点，科研人员设计了如下实验方案，请补充实验分组及处理的相关内容，并预测实验结果。(要求与说明：肝癌细胞和肺癌细胞的增殖速率相同；48小时内肝癌细胞和肺癌细胞的数量一直在增加)实验方案：①取12个培养瓶均分为4组，编号为A、B、C、D。②实验分组及处理：组别处理料材A组B组C组D组动物细胞培养液适量、等量适量、等量适量、等量适量、等量肝癌细胞悬液2mL肺癌细胞悬液药物Y适量、等量③将各培养瓶放入相同的CO2培养箱中培养。④将上述A、B、C、D组培养瓶分别于实验初始时、24h、48h摇匀，取培养液滴在血细胞计数板上，在显微镜下测定细胞数，并记录。⑤对实验数据进行分析与处理，请在坐标系中用柱形图表示出预测的实验结果。答案　(1)调节细胞周期，控制细胞生长和分裂的进程　原癌基因X的表达具有(组织)特异性　(2)在该结构的膜外壳中加入能与癌细胞特异性结合的信号分子或受体(3)②如表组别A组B组C组D组7\n处理料材动物细胞培养液适量、等量适量、等量适量、等量适量、等量肝癌细胞悬液2mL2mL肺癌细胞悬液2mL2mL药物Y适量、等量适量、等量⑤如图解析　(1)原癌基因主要负责调节细胞周期，控制细胞生长和分裂的进程。由题意知，成人多种正常组织中，原癌基因X只在乳腺、呼吸道等的上皮细胞中有微弱表达，这说明原癌基因X的表达具有(组织)特异性。(2)在该结构的膜外壳中加入能与癌细胞特异性结合的信号分子或受体，利用该结构将抗癌药物运输到患者体内，且仅与癌细胞密切接触并释放药物，而不伤害正常细胞，这利用了细胞膜的信息交流功能。(3)本题的实验目的是验证药物Y可减缓人肝癌细胞和肺癌细胞的数量增长，且对肝癌细胞的抑制作用大于肺癌细胞；药物Y处理24h无效果，处理48h后才有显著的效果。实验需要设置对照组，即不加药物Y组，实验组中加入药物Y，所加药物应适量且等量。在画柱形图时要体现24h时各组细胞数量相等且大于实验开始时，48h时各组细胞数量大小应表现为A组＝C组＞D组＞B组。7